GB/T 228.2-2015 金屬材料拉伸試驗(yàn) 第2部分：高溫試驗(yàn)方法 （完整版）
1 范圍
1 范圍
本部分規(guī)定了溫度在高于室溫條件下金屬材料拉伸試驗(yàn)方法的定義、符號(hào)和說明、試樣及其尺寸測(cè)量、試驗(yàn)設(shè)備、試驗(yàn)要求、性能測(cè)定、測(cè)定結(jié)果數(shù)值修約和試驗(yàn)報(bào)告。
本部分適用于溫度在高于室溫條件下金屬材料拉伸性能的測(cè)定。
2 規(guī)范性引用文件
2 規(guī)范性引用文件
下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。
GB／T 228.1―2010 金屬材料 拉伸試驗(yàn) 第1部分：室溫試驗(yàn)方法(ISO 6892-1：2009，MOD)
GB／T 16825.1 靜力單軸試驗(yàn)機(jī)的檢驗(yàn) 第1部分：拉力和(或)壓力試驗(yàn)機(jī) 測(cè)力系統(tǒng)的檢驗(yàn)與校準(zhǔn)(GB／T 16825.1―2008，ISO 7500―1：2004，IDT)
GB／T 12160 單軸試驗(yàn)用引伸計(jì)的標(biāo)定(GB／T 12160一2002，ISO 9513：1999，IDT)
3 術(shù)語和定義
3.0 GB／T 228.1―2010界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。
通常，所有試樣幾何尺寸均在室溫下測(cè)量，引伸計(jì)標(biāo)距(見3.3和10.2.2)有可能例外。
注；除非另有相關(guān)規(guī)范和協(xié)議規(guī)定，一般不測(cè)定下列高溫性能：
――規(guī)定殘余延伸強(qiáng)度(Rf)；
――殘余伸長(zhǎng)率；
――殘余延伸率；
――屈服點(diǎn)延伸率(Ae)；
――最大力總延伸率(Agt)；
――最大力塑性延伸率(Ag)；
――斷裂總延伸率(At)。
3.1
原始標(biāo)距 original gauge length
Lo
室溫下加熱前和施力前的試樣標(biāo)距。
3.2
斷后伸長(zhǎng)率 percentage elongation after fracture
A
室溫下，斷后標(biāo)距的殘余伸長(zhǎng)(Lu一Lo)與原始標(biāo)距(Lo)之比的百分率。
注：見GB／T 228.1―2010中3.4.2。
3.3
引伸計(jì)標(biāo)距 extensometer gauge length
Le
用引伸計(jì)測(cè)量試樣平行部分延伸時(shí)所使用引伸計(jì)起始標(biāo)距長(zhǎng)度。
3.4
延伸 extension
試驗(yàn)期間給定時(shí)刻引伸計(jì)標(biāo)距Le的增量。
3.5
延伸率 percentage extension
用引伸計(jì)標(biāo)距Le表示的延伸百分率。
3.6
斷面收縮率 percentage reduction of area
Z
斷裂后試樣橫截面積的最大縮減量(So一Su)與原始橫截面積So之比的百分率，So、Su通過室溫下測(cè)定的試樣尺寸計(jì)算得到。
3.7
應(yīng)力 stress
R
試驗(yàn)期間任一時(shí)刻的力除以試樣原始橫截面積So之商。
注：本部分中的應(yīng)力是工程應(yīng)力，通過室溫下測(cè)定的試樣橫截面積計(jì)算得到。
3.8
保溫時(shí)間 soaking time
ts
施力前，保持試樣試驗(yàn)溫度穩(wěn)定的時(shí)間。
4 符號(hào)和說明
4 符號(hào)和說明
GB／T 228.1―2010表1中給出的符號(hào)和相應(yīng)說明適用于本部分。
本部分使用的符號(hào)和相應(yīng)的說明見表1。
表1 符號(hào)和說明
5 原理
5 原理
試驗(yàn)系用拉力拉伸試樣，一般拉至斷裂，測(cè)定第3章定義的一項(xiàng)或幾項(xiàng)力學(xué)性能。
試驗(yàn)在35℃以上溫度下進(jìn)行，即高于GB／T 228.1―2010中規(guī)定的室溫溫度。
6 試樣
6 試樣
相關(guān)試樣要求見GB／T 228.1―2010第6章。
注：附錄A給出試樣實(shí)例。
7 原始橫截面積(So)的測(cè)定
7 原始橫截面積(So)的測(cè)定
試樣原始橫截面積相關(guān)的尺寸要求見GB／T 228.1―2010第7章。
注：此參數(shù)是根據(jù)測(cè)量室溫下的試樣尺寸計(jì)算得到的。
8 原始標(biāo)距(Lo)的標(biāo)記
8 原始標(biāo)距(Lo)的標(biāo)記
標(biāo)記原始標(biāo)距相關(guān)的要求見GB／T 228.1―2010第8章。
9 試驗(yàn)設(shè)備
9.1 測(cè)力系統(tǒng)
試驗(yàn)機(jī)的測(cè)力系統(tǒng)應(yīng)按照GB／T 16825.1進(jìn)行校準(zhǔn)，其準(zhǔn)確度應(yīng)為1級(jí)或優(yōu)于1級(jí)。
9.2 引伸計(jì)系統(tǒng)
引伸計(jì)系統(tǒng)的準(zhǔn)確度級(jí)別應(yīng)符合GB／T 12160的要求。測(cè)定規(guī)定塑性延伸強(qiáng)度或規(guī)定總延伸強(qiáng)度，應(yīng)使用不劣于1級(jí)準(zhǔn)確度的引伸計(jì)系統(tǒng)；測(cè)定其他具有較大延伸率的性能，應(yīng)使用不劣于2級(jí)準(zhǔn)確度的引伸計(jì)系統(tǒng)。
引伸計(jì)標(biāo)距應(yīng)不小于10 mm，并置于試樣平行長(zhǎng)度的中心位置。
引伸計(jì)的伸出加熱裝置外部分的設(shè)計(jì)應(yīng)能防止氣流的干擾，以使環(huán)境溫度的變化對(duì)引伸計(jì)的影響減至最小。最好保持試驗(yàn)機(jī)周圍的溫度和空氣流動(dòng)速度適當(dāng)穩(wěn)定。
10 試驗(yàn)要求
10.1 設(shè)定試驗(yàn)力零點(diǎn)
在試驗(yàn)加載鏈裝配完成后，試樣兩端被夾持之前，應(yīng)設(shè)定力測(cè)量系統(tǒng)的零點(diǎn)。一旦設(shè)定了力值零點(diǎn)，在試驗(yàn)期間力測(cè)量系統(tǒng)不能再發(fā)生變化。
注：上述方法一方面是為了確保夾持系統(tǒng)的重量在測(cè)力時(shí)得到補(bǔ)償，另一方面是為了保證夾持過程中產(chǎn)生的力不影響力值的測(cè)量。
10.2.0 試樣的夾持方法、引伸計(jì)的裝卡方法和試樣的加熱方法(不必按下列順序進(jìn)行)
10.2.1 試樣的夾持方法
試樣夾持方法的相關(guān)要求見GB／T 228.1―2010中10.2。
10.2.2 引伸計(jì)的裝卡和設(shè)定標(biāo)距長(zhǎng)度方法
10.2.2.1 總則
試驗(yàn)時(shí)采用不同的設(shè)定引伸計(jì)標(biāo)距方法，將使測(cè)試結(jié)果存在細(xì)微差別。應(yīng)將所采用的方法記錄在測(cè)試報(bào)告中。
10.2.2.2 室溫下的引伸計(jì)標(biāo)距L。(方法1)
在室溫下將引伸計(jì)按標(biāo)稱標(biāo)距長(zhǎng)度裝卡在試樣上，在試驗(yàn)溫度下測(cè)量延伸，再通過室溫下的引伸計(jì)標(biāo)距計(jì)算延伸率。不考慮試樣的熱延伸。
10.2.2.3 試驗(yàn)溫度下的引伸計(jì)標(biāo)距L。(方法2)
此Le包括試樣的熱延伸。
10.2.2.3.1 試驗(yàn)溫度下的引伸計(jì)標(biāo)稱標(biāo)距L。(方法2 a)
施加載荷前，在試驗(yàn)溫度下將引伸計(jì)按標(biāo)稱標(biāo)距長(zhǎng)度裝卡在試樣上。
10.2.2.3.2 室溫下縮減的引伸計(jì)標(biāo)稱標(biāo)距Le(方法2 b)
在室溫下將引伸計(jì)按小于標(biāo)稱標(biāo)距長(zhǎng)度裝卡在試樣上，使試樣平行長(zhǎng)度表面溫度達(dá)到試驗(yàn)溫度時(shí)，引伸計(jì)為標(biāo)稱標(biāo)距長(zhǎng)度。
用標(biāo)稱標(biāo)距長(zhǎng)度計(jì)算延伸率。
10.2.2.3.3 試驗(yàn)溫度下修正的引伸計(jì)標(biāo)距Le(方法2 c)
在室溫下將引伸計(jì)按標(biāo)稱標(biāo)距長(zhǎng)度裝卡在試樣上。
用試驗(yàn)溫度下修正的標(biāo)稱標(biāo)距(室溫下的標(biāo)距長(zhǎng)度和熱延伸)計(jì)算延伸率。
10.2.3 試樣的加熱方法
在施加試驗(yàn)力前，將試樣加熱至規(guī)定溫度T，并至少保持10 min(保溫時(shí)間)。應(yīng)在引伸計(jì)輸出穩(wěn)定后施加載荷。
注：通常，使試樣的整個(gè)橫截面都升至試驗(yàn)溫度需要較長(zhǎng)時(shí)間。
加熱過程中，試樣的溫度不應(yīng)超過規(guī)定溫度的偏差上限，除非雙方之間存在特殊協(xié)議。
10.5 試驗(yàn)方法和速率的選擇
除非另有規(guī)定，只要能滿足本部分的要求，實(shí)驗(yàn)室可以自行選擇方法A或方法B和試驗(yàn)速率。
10.6 試驗(yàn)條件的表示
報(bào)告試驗(yàn)控制模式和試驗(yàn)速率，可以使用下列縮寫的表示形式：
GB／T 228.2Annn或GB／T 228.2Bn
這里“A”定義為使用方法A(應(yīng)變速率控制)，“B”定義為使用方法B(擴(kuò)展應(yīng)變速率范圍)。如圖1中定義的，三個(gè)字母的符號(hào)“nnn"是指每個(gè)試驗(yàn)階段所用速率，方法B中的符號(hào)“n”是指在彈性階段所選取的應(yīng)變速率。
示例1：GB／T 228.2A113表示試驗(yàn)為應(yīng)變速率控制，不同階段的試驗(yàn)速率范圍分別為范圍1，范圍1和范圍3。
示例2：GB／T 228.2B表示試驗(yàn)為擴(kuò)展應(yīng)變速率范圍或應(yīng)力速率控制，遵循10.4.2。
11 拉伸試驗(yàn)性能的測(cè)定
11 拉伸試驗(yàn)性能的測(cè)定
拉伸性能按GB／T 228.1―2010中第11章～第21章，上屈服強(qiáng)度、下屈服強(qiáng)度、規(guī)定塑性延伸強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、斷后伸長(zhǎng)率、斷面收縮率等進(jìn)行測(cè)定。
12 試驗(yàn)結(jié)果數(shù)值的修約
12 試驗(yàn)結(jié)果數(shù)值的修約
試驗(yàn)測(cè)定的性能結(jié)果數(shù)值應(yīng)按照相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行修約。如未規(guī)定具體要求，應(yīng)按照如下要求進(jìn)行修約：
――強(qiáng)度性能值修約至1 MPa；
――屈服點(diǎn)延伸率修約至0.1％；
――其他延伸率和斷后伸長(zhǎng)率修約至0.5％；
――斷面收縮率修約至1％。
13 試驗(yàn)報(bào)告
13 試驗(yàn)報(bào)告
試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)至少包括以下信息，除非雙方另有約定：
a) 本部分國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)；
b) 注明試驗(yàn)條件信息(如10.6要求)；
c) 試樣標(biāo)識(shí)；
d) 材料名稱、牌號(hào)、狀態(tài)(如已知)；
e) 試樣類型；
f) 試樣的取樣方向和位置(如已知)；
g) 如果與10.3和10.4推薦的方法不同，應(yīng)注明試驗(yàn)控制模式和試驗(yàn)速率或試驗(yàn)速率范圍，(見10.6)；
h) 保溫時(shí)間；
i) 試驗(yàn)溫度；
j) 設(shè)定引伸計(jì)標(biāo)距Le的方法；
k) 試驗(yàn)結(jié)果。
14 測(cè)量不確定度
14 測(cè)量不確定度
測(cè)量不確定度的相關(guān)要求見GB／T 228.1―2010第24章和附錄B。
15 圖
15 圖
GB／T 228.1―2010中圖1～圖8，圖10～圖15適用于本部分，圖1代替GB／T 228.1―2010中圖9。
16 附錄
16 附錄
GB／T 228.1―2010中的如下附錄適用于本部分：
――附錄A：計(jì)算機(jī)控制拉伸試驗(yàn)機(jī)使用的建議；
――附錄B：厚度0.1 mm～＜3 mm薄板和薄帶使用的試樣類型；
――附錄C：直徑或厚度小于4 mm線材、棒材和型材使用的試樣類型；
――附錄D：厚度大于或等于3 mm板材和扁材以及直徑或厚度大于或等于4 mm線材、棒材和型材使用的試樣類型；
另：表D.2除外；
――附錄E：管材使用的試樣類型；
――附錄F：考慮試驗(yàn)機(jī)剛度(或柔度)后估算的橫梁位移速率；
――附錄G：斷后伸長(zhǎng)率低于5％的測(cè)量方法；
――附錄H：移位法測(cè)定斷后伸長(zhǎng)率；
――附錄I：棒材、線材和條材等長(zhǎng)產(chǎn)品的無頸縮塑性伸長(zhǎng)率Awn的測(cè)定方法；
――附錄J：逐步逼近法測(cè)定規(guī)定塑性延伸強(qiáng)度(Rp)；
――附錄K：卸力方法測(cè)定規(guī)定殘余延伸強(qiáng)度(Rr0.2)舉例；
――附錄L：拉伸試驗(yàn)測(cè)量結(jié)果不確定度的評(píng)定。
本部分的附錄A給出了與試樣尺寸相關(guān)的補(bǔ)充信息和合適的試樣夾持方法。
附錄A (資料性附錄)GB／T 228.1―2010中附錄B和附錄D的補(bǔ)充
A.1 總則
所有試樣尺寸應(yīng)符合GB／T 228.1―2010附錄B～附錄E規(guī)定，下述條款給出了部分試樣詳細(xì)尺寸信息的實(shí)例。
A.2 試樣的尺寸厚度0.1 mm～＜3 mm薄板和薄帶使用的試樣類型
試驗(yàn)可使用例如楔形夾頭、平推夾頭、套環(huán)卡具等不同的夾持系統(tǒng)。摩擦夾持(楔形夾頭、平推夾頭)在高溫(T＞250℃)條件下極不牢固，因此，試樣采用銷釘或套環(huán)夾持固定，見圖A.1和表A.1。
如試樣采用套環(huán)卡具固定，則不需要銷孔。過渡圓弧r偏差應(yīng)為±0.1 mm。
注：應(yīng)增強(qiáng)銷孔周圍材料以防止孔撕裂或局部卷曲。
表A.1 厚度0.1 mm～＜3 mm薄板和薄帶使用的試樣實(shí)例 單位為毫米
A.3 厚度大于或等于3mm板材和扁材使用的試樣類型
試驗(yàn)可使用例如楔形夾頭、平推夾頭、套環(huán)卡具等不同的央持系統(tǒng)。摩擦夾持(楔形夾頭、平推夾頭)在高溫(T＞250℃)條件下極不牢固，因此，試樣采用銷釘或套環(huán)夾持固定，見圖A.2和表A.2。
如試樣采用套環(huán)卡具固定，則不需要銷孔。過渡圓弧r應(yīng)為±0.1 mm。
表A.2 厚度大于或等于3 mm板材和扁材使用的試樣實(shí)例 單位為毫米
A.4 直徑或厚度大于或等于4 mm線材、棒材和型材使用的試樣類型
試樣頭部通常采用螺紋夾持(見圖A.3和表A.3)。
表A.3 螺紋頭部的圓柱狀試樣實(shí)例 單位為毫米
大尺寸試樣將超出加熱裝置的均熱帶，應(yīng)使用較小尺寸的試樣進(jìn)行試驗(yàn)。
A.5 環(huán)形尖狀臺(tái)階試樣實(shí)例
表A.4 螺紋頭部的環(huán)形尖狀圓柱狀試樣實(shí)例 單位為毫米
附錄B (資料性附錄)測(cè)量不確定度
附錄B (資料性附錄)測(cè)量不確定度
按照GB／T 228.1―2010第24章、附錄L及如下資料評(píng)定試驗(yàn)結(jié)果的測(cè)量不確定度。
與室溫拉伸試驗(yàn)相比，溫度和應(yīng)變速率的變化對(duì)高溫拉伸試驗(yàn)結(jié)果的影響較大。評(píng)定試驗(yàn)結(jié)果的測(cè)量不確定度應(yīng)同時(shí)考慮溫度和應(yīng)變速率的不確定度。溫度和應(yīng)變速率可能影響如表B.1所列的材料性能參數(shù)結(jié)果。
表B.1 試驗(yàn)結(jié)果不確定度的影響因素
表B.1中的試驗(yàn)結(jié)果不確定度是材料敏感參數(shù)，試驗(yàn)溫度和應(yīng)變速率必影響試驗(yàn)結(jié)果不確定度，因此未提供溫度和應(yīng)變速率預(yù)測(cè)值實(shí)例。圖B.1和圖B.2分別給出了某合金在如下兩個(gè)試驗(yàn)溫度下，不同應(yīng)變速率對(duì)應(yīng)力一應(yīng)變曲線的影響。
評(píng)定試驗(yàn)結(jié)果相對(duì)擴(kuò)展不確定度所需的不確定度參數(shù)的測(cè)定、計(jì)算和表征方法見GB／T 228.1―2010附錄L。
圖B.1表明，室溫下該材料不同的應(yīng)變速率對(duì)應(yīng)的應(yīng)力一應(yīng)變曲線存在較為細(xì)微的差異(e1＞e2＞e3＞e4＞e5)。
圖B.2表明，高溫(850℃)條件下，該材料不同的應(yīng)變速率對(duì)應(yīng)的應(yīng)力一應(yīng)變曲線存在較大差異(e1＞e2＞e3＞e4＞e5)。
圖B.3表明，規(guī)定應(yīng)變速率下，該材料不同試驗(yàn)溫度對(duì)應(yīng)的應(yīng)力一應(yīng)變曲線存在較大差異(T1＜T2＜T3＜T4＜T5)。
參考文獻(xiàn)
參考文獻(xiàn)
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[2] ISO 2142 鍛鋁、鎂及其合金 力學(xué)性能試驗(yàn)用樣品和試樣的選擇
[3] GB／T 17600.1 鋼的伸長(zhǎng)率換算 第1部分：碳素鋼和低合金鋼
[4] GB／T 17600.2 鋼的伸長(zhǎng)率換算 第2部分：奧氏體鋼
[5] ISO 80000―1 量和單位 第一部分：一般原則
